Горный вестник Узбекистана 2006 №4

АНГРЕН-АЛМАЛЫКСКОГО РЕГИОНА
(НА ИЗОТОПНОМ УРОВНЕ)
Бадалов С.Т., профессор Института геологии и геофизики АН РУз, докт. геол-минер. наук

В данной работе основное внимание уделяется вопросам, хотя почти и незаметным для проживаю- щего вблизи горнорудных предприятий населения, однако по своей экологической значимости они яв- ляются важнейшими, т.к. это касается, главным об- разом, активного влияния нестабильных изотопов химических элементов с распадом их атомов на жиз- недеятельность всех органов и систем человека. Наиболее активными из них в условиях горно- рудных производств являются: уран – 235; радий – 226; радон – 222; цинк – 64; кадмий – 113; самарий – 152 и др. От содержаний и периодов полураспада (Т) каждого их них зависит количество распадов этих изотопов в единицу времени. В этом отношении наиболее опасным для организма человека является радон – 222 с Т=3,8 дня, а также радий 226. Опас- ность радона заключается в том, что он находится в газовом состоянии и при дыхании оказывается в лег- ких человека. За счет процессов их распада образу- ются: из радия – 226 возникает радон – 222, который в свою очередь переходит в свинец – 206 [1].
Проблеме радона в некоторых районах Узбеки- стана (г. Янгиабад, г. Алмалык и др.) была посвяще- на специальная статья А. Яфасова [2]. Источником новообразования радона, при периоде его полурас- пада (Т) всего 3,8 дня, является радий -226, количе- ство которого должно быть, соответственно, в 170000 раз больше. Отметим, что радий – 226, при его Т=1700 лет, также, может почти весь перейти в радон за время от 10000 до 20000 лет. Источником – же восполнения радия – 226 естественно служит уран – 235 с величиной Т=7х10⁸ лет, количество ко- торого на Земле за последние 4,5 млрд лет уменьши-
лось в 130 раз и составляет в настоящее время всего
0.02 г/т (а было 2,6 г/т). Таким образом, для воспол- нения содержания радия – 226 в конкретном участке количество урана -235 должно быть больше чем ра- дия – 226 почти в 500000 раз. По этой причине про- блема радона – 222 зависит от его источников, кото- рые только в состоянии динамического баланса и существуют совместно почти независимо от площа- ди – от региона, района и вплоть до каждой жилой площади.
Если одна группа нестабильных изотопов с рас- падом их атомов более вредна для здоровья челове- ка, чем полезна, то другая группа нестабильных изо- топов с их изобарными превращениями, такие как калий – 40 в кальций -40; рубидий – 87 в стронций – 87 и др., является фактически более полезной, чем вредной. Процессы превращений протекают спон- танно с образованием нового, аналогичного по мас- се, элемента. Следует особо отметить, что вновь воз- никающие при этом элементы, как органогенные, оказываются более необходимыми организму чело- века (кальций, стронций и др.), чем из косной мате- рии. Распределение нестабильных изотопов в орга- нах и системах человека неравномерное, что зависит от многих причин (формы нахождения, физического состояния и др.). Так, например, цинк, хотя и являет- ся весьма ценным элементом в работе печени, крови и других органов, однако в связи с возможными рас- падами его нестабильного изотопа цинка – 64 неред- ко могут возникать различные болезни. Опасность от изотопа цинка – 64 заключается и в том, что он со- ставляет почти 49% от общего его среднего содер- жания в породах равном около 80 г/т, т.е. почти

40 г/т. Данный изотоп цинка является самым легким из его 5 изотопов, что приводит к его более высокой летучести, особенно в металлургическом производ- стве (цинковый и др. заводы). Для сравнения отме- тим, что по общей массе в породах Земли цинка больше, чем меди, свинца и кобальта вместе взятых.
В горнорудном производстве, почти независимо от извлекаемого ценного продукта (золото и др. в Кызылкумах; медь, золото и др. в Алмалыке; уголь и каолин в Ангрене; фосфориты и нерудное сырье в различных районах; подземная добыча золота и дру- гих ценных элементов и многие другие производст- ва) опасные последствия возникают с самого начала эксплуатации, когда в результате взрывных работ в атмосфере оказывается огромное количество газов и пыли со всеми наиболее опасными нестабильными элементами и их изотопами. При дальнейшем произ- водстве горных работ, особенно при карьерном спо- собе отработки руд, экологические проблемы возрас- тают с глубиной карьера. Опасность заключается в том, что высвобождаемый при отработке радон, как самый тяжелый и вредный элемент в газовом со- стоянии, постепенно накапливается на дне карьера. Нарушение экологического равновесия происходит и при последующих процессах добычи и переработки (дробление, истирание, получение концентрата и др.). При этом образуются отвалы пустых пород («хвосты»), бедных руд и отходы различных произ- водств, особенно металлургического, в которых наи- более опасные элементы и их нестабильные изотопы находятся в различных, нередко более активных со- стояниях, чем их первичное нахождение в недрах.
Возникающие в результате горно-рудного произ- водства отходы, занимающие огромные площади в десятки и даже сотни км² (особенно в долине реки Ахангаран), а по своей массе вплоть до млрд тонн являются активными источниками рассеяния всех наиболее опасных химических элементов с их ста-
бильными и особенно нестабильными изотопами (радон – 222, радий – 226, уран – 235, цинк – 64; кад- мий – 113 и др.).
Для всей долины реки Ахангаран наиболее опас- ными для экологической среды района следует счи- тать изотопы цинка и, особенно, кадмия, которые попадают в атмосферу за счет металлургической переработки цинковых концентратов на цинковом заводе. Кадмий с его нестабильным изотопом Cd-113 в природных условиях, особенно при образовании полиметаллических месторождений, постоянно со- провождает цинк, изоморфно замещая его в сфале- рите, единственном и уникальном его минерале- концентраторе.
В некоторых участках долины реки Ахангаран, где ранее эксплуатировались месторождения радио- активных руд (Янгиабад и др.), при санитарной нор- ме около 5000 распадов радона в минуту в м³ воздуха до настоящего времени регистрируется ее превыше- ние. Следует учитывать также, что при наиболее ин- тенсивных методах отработки месторождений руд- ного и нерудного сырья в них активируются и самые стабильные элементы, особенно из группы моноизо- топов, которых около 20.
Таким образом, из данного краткого рассмотре- ния проблемы вытекает, что почти в любом горно- рудном производстве, особенно с проведением вскрышных работ с помощью масштабных взрывных воздействий с последующей карьерной отработкой полезных ископаемых следует постоянно учитывать возможные негативные последствия для окружаю- щей среды. Это воздействие может выражаться не только за счет газового состояния (в основном радо- на), но и в твердом и жидком виде - радий – 226, уран – 235, цинк – 64; кадмий – 113 и многих других нестабильных изотопов, возникших в процессе работ и оказавшихся на огромных площадях в виде отва- лов, отходов производства (хвосты и др.) и др.